本轮芯片短缺的真相：来自于美国对芯片产业链的干扰

2020年至今，在多重因素的叠加下，全球爆发了新一轮的芯片价格上涨和产能荒。但最大的原因来自于美国对芯片产业的各种干扰。

一：首先说硅料：

硅料生产需要耗费大量的电能，而现在全球电能生产最充沛、供应最稳定，且价格最低的是中国西部，因此，全球硅料巨头大量聚集在中国的西部，如新疆、陕西和甘肃这一带。中国在2010年前后逐渐解决了硅料生产的设备国有化问题，原来曾占据全球硅料设备产能前5的海外公司目前仅有一家存活。而正因为解决了生产所有技术和设备的国产化，使得中国的硅料在国际市场上具有非常强大的价格和质量竞争力。

数据显示，连续4年中国的硅料出口占据全球的比例已经超过70%。在纯度要求没半导体级硅那么“变态”的光伏单晶硅和多晶硅市场上，中国的硅料和硅片出口，已经占据全球市场的90%。

2020年下半年以来，一方面中国政府在推进节能减排，很多地方对于用电大户的硅料生产企业进行了产能上的限制，无形中降低了中国出口的硅料数量；另一方面，原本可以通过技术升级达到节能减排效果的中国硅料生产企业，却因美国禁止中国企业使用EDA设计软件等相关的工业设计程序，因而不得不寻找替代品，延缓了技术发展的步伐。　　

“业内皆知最赚钱的是半导体级硅料，去年上半年各家企业都卯足了劲想在这方面进行大规模的投入。没想到美国对中国的限制政策出来之后，EDA设计软件就突然被封锁了，我们自己研发中心做的新硅料炉设计过半了，但如今却推进不下去了。”某国内硅料生产企业副总裁陈光对透露。　　

在他看来，这种情况至少会延缓中国硅料企业大规模提供半导体级硅料半年到8个月的时间，“我们现在已经在测试国产的EDA软件，但由于两种软件的格式并不相同，这就意味着我们的设计师和工程师需要把原本的平面和实验室中达到的结论，在新的软件中重新画出来。”　　

他认为美国这种无谓的封锁，给整个芯片行业带来的影响会非常巨大，“这是一个全球供应链参与的行业，没有哪个国家能保证自己100%完成芯片的生产。”　　

在“外临封锁，内遭限电”的情况下，硅料的供给量有所下降，进而导致了其价格上升。3月1日，来自于中国有色金属工业协会硅业分会的最新消息，国内硅料的出厂价已经上涨到10万元一吨。而在2020年上半年硅料价格跌到谷底的时候，曾经达到过6万元一吨。

而在8英寸及以下半导体级单晶硅生产上，最近两年中国的年增速就超过40%，这部分市场的自有率已经达到了6成到7成。硅料短缺，导致这些工厂也开工不足，而全球芯片的大头还是在8寸片，直接导致了普通芯片也开始短缺。

二：再说蚀刻机

与众人都知道的光刻机不一样，其实在芯片生产的过程中蚀刻机的重要性一点不比光刻机弱。　　

分为干刻蚀和湿刻蚀：干刻蚀是利用等离子体撞击晶片表面所产生的物理或化学反应，或者两者的复合作用完成蚀刻；湿刻蚀则是利用化学溶液和被刻蚀物质之间的化学反应，最终将被刻蚀物质剥离下来。

在蚀刻机生产的过程中，有一家中国企业是无法被跨越的——中微半导体，这是一家全球知名的蚀刻机生产巨头。　　

在2015年之前，美国商务部已经对中国等离子体蚀刻机实施出口管制多年。但2015年，美方解除了这一出口管制，因为中微半导体自主研发的等离子体蚀刻机，已经得到一线客户的广泛应用，美国的出口管制已经起不到任何作用。

在台积电想转型5纳米芯片生产的过程中，只有中微半导体能提供对应的蚀刻机。“据我了解，中微半导体在这几家有5纳米芯片生产线的代工厂蚀刻机的占有率超过50%。”陈光表示，他认为中微半导体是中国在芯片领域突破关键技术封锁的第一个成功者。　　

“中微半导体对国内其他的芯片产业链企业有着非常积极的样本意义。”他补充道。　　

但在2020年，中微半导体对海外的出货也出现了一定的问题。与光刻机类似，蚀刻机也是一个利用全球产业链完成的产品。虽然中微半导体这两年不遗余力地推动国产化工作，而且蚀刻机的国产化率在芯片关键技术上已经高居榜首，但也不过20%-30%。　　

这使得在美国对中国芯片产业积极打压的背景下，原本部分可以从美国获得的相关产业链产品和技术目前都被喊停了。而这样的状况反馈到市场上，就是中微半导体对于海外高等级蚀刻机的出货量受到较大影响。　　

“现在没法评估这到底是有多大的一个数据，但据我了解，主要是对海外客户的交货速度受到了影响。”陈光就此向「探客Tanker」表示，他觉得这也是一个新的机遇，在国家的协调下，去年下半年围绕蚀刻机的全面国产化，正在进行攻关，“应该很快就能看到一些好消息”。

而这样的情况也必然会传导到芯片生产领域，使得台积电、三星等芯片代工企业扩充的新产能无法落地，空有光刻机，没有蚀刻机，这就进一步助推了“芯片荒”的产生。

三：最后看封测

芯片生产过程中起到决定性因素的另一个环节是封测。从严格意义上讲，芯片的生产过程可以分为三步：设计、生产和封测。　　

像台积电这样的代工厂，最终形成的还是一个半成品，所有的晶圆被集成电路的线路所覆盖，但还没有形成单一的芯片。台积电生产出来的“半成品”需要由封测厂商对其进行切割，然后将芯片固定在基板上进行封装，并对封装好的芯片进行测试，保证100%完成设计公司的要求，这个过程就是“封测”。

2020年的数据显示，在全球芯片封测市场上，中国国内的市场占有率在全球排名第二。国内有三家企业都进入了全球封测市场份额前十排行榜，其中江苏长点的份额是14.5%，排在了第三名，而通富微电则是5.9%，排在了第六名，天水华天的份额是4.7%，排在了第七名，三家企业加起来的市场份额达到了25.1%。全球最大的芯片封测巨头日月光，其所有的封测业务也放在中国进行。“在严格意义上说，全球应该差不多一半以上的芯片封测是在中国完成的。”陈光表示，由于美国的贸易壁垒政策，使得很多涉美国生意的代工和芯片生产供应链企业客户，不得不停止与中国封测核心企业的合作，结果导致大量的芯片即使生产出来，也来不及封测，只能放在库房等待。

“这肯定会推升单一芯片的生产成本。”陈光说道，他认为这也是此轮“芯片荒”爆发的重要原因之一。　　当然，在他看来，由于日本是主要生产芯片所用的化学药品的国家，前一段时间的地震使得很多与生产芯片相关的药品和光刻胶的企业纷纷停产，再加上美国德州的电力危机让投资在那的几个芯片巨头损失惨重。在多重因素的叠加下，全球爆发了新一轮的芯片价格上涨和产能荒。

香港长期研究芯片上市企业的投行分析师林熙表示，这一轮的“芯片荒”其实是给全球的国家提了一个醒，“经历漫长二三十年的国际合作和发展奠定的国际供应链分配格局，尤其是在高新技术产品的生产上，不能轻易去调整，否则各个国家都要受到反噬。”

林熙认为 “供应链被扰乱了以后，恢复常态也需要自我修复的时间，因此我通过分析数据认为，芯片荒很可能会持续到年底。”而从这个角度上说，当前在高科技芯片生产领域遇到的难题，其实是欧美政治家不遵循经济学规律所引发的“全球性灾难”。